10 Chất Liệu Cứng Nhất Thế Giới: Kim Cương Không Phải đứng đầu.

by Mai Linh

Có lẽ đa số mọi người đều cho rằng kim cương chính là kim loại cứng nhất hành tinh hiện nay, nhưng đó chắc chắn là một sai lầm. Thậm chí có người còn nói kim loại cứng nhất là cr nữa. Mặc dù Kim cương rất cứng, nhưng nếu nói nó cứng nhất, thì bạn đã bỏ qua rất nhiều chất liệu còn có độ bền khủng hơn rất nhiều so với kim cương. Và rốt cục kim loại cứng nhất là kim loại nào?

Tơ nhện

Thật đáng ngạc nhiên phải không? Ai mà ngờ được tơ nhện lại có trong danh sách những vật liệu cứng nhất trên thế giới cơ chứ. Nhưng thực ra có một loài tơ nhện đã được chứng minh rằng nó hoàn toàn xứng đáng nhận vị trí thứ 10 trong bảng xếp hạng này. Đó là tơ của loài nhện Darwin’s Bark ( hay còn có tên khác là Caerostris darwini). Loài nhện này sinh trưởng tại vùng đất Madagascar, ở đây nó có thể sản sinh ra một loại tơ bền dai hơn các sợi tơ nhện thông thường rất nhiều. Cụ thể, loại tơ này được nghiên cứu là chắc hơn sợi Kevlar gấp 10 lần. Cho những ai chưa biết thì sơi Kevlar chính là nguyên liệu để làm nên những chiếc áo chống đạn kiên cố nhất. Đây cũng được xem như vật liệu sinh học cứng và dai nhất hiện nay.

Đừng ngạc nhiên khi biết được tơ nhện Darwin’s Bark còn bền hơn cả Kim cương nhé

Silicon Cacbua

Silicon Cacbua hay còn được gọi với tên khoa học là Carborunđum. Đây dù không được xem là kim loại cứng nhất vũ trụ những cũng đứng thứ 9 trên thế giới hiện nay. Tuy nhiên, Silicon Cacbua trong tự nhiên lại quá quý hiếm, nó chỉ xuất hiện dưới dạng khoáng chất và khoáng chất này được gọi là moissanit. Bắt đầu từ năm 1893 người ta đã sử dụng công nghệ để có thể sản xuất hàng loạt nguyên liệu này, khi đó mục đích chủ yếu là tạo ra chất mài mòn, sử dụng trong các hệ thống máy móc cần độ bền cao nhưu phanh xe, áo chống đạn ….

Nanospheres/Nano-Kevlar

Kevlar như đã nói ở trên là một nguyên liệu dùng để tạo ra áo chống đạn. Kevlar được biết đến như một dạng của sợi tổng hợp para aramid, có chưa các sợi nano nhỏ bé vô cùng làm tăng khả năng liên kết giúp Kevlar trở thành một vật liệu hữu cơ có độ cứng tuyệt vời nhất từ xưa đến nay mà con người có thể tạo ra. Đương nhiên nếu là vật liệu nhân tạo thì việc nó được sử dụng trong quân đội như áo giáo, thuyền buồm hay lốp xe cũng không có gì lạ.

Sợi Kevlar bền đến nỗi được dùng để làm áo chống đạn

Kim cương

Như bạn đã thấy, Kim cương chỉ được xem như là vật liệu cứng thứ 7 trên thế giới mà thôi. Dù sao thì cũng không thể phủ nhận được độ cứng của nó. Hiện này Kim cương được xem là vật liệu tự nhiên không chỉ cứng mà còn có khả năng chống xước khá cao, vì vậy kim cương mới có thể dùng làm đồ trang sức. Kim cương cùng với than chì là hai dạng hình thái của carbon được biết đến nhiều nhất trong cuộc sống thường ngày hiện nay, trong đó Kim cương có độ cứng và phản xạ ánh sáng tốt. Đây cũng là một lý do khiến cho nó trở thành một vật liệu quý giá trong ngành trang sức. Đồng thời cũng tạo ra bề mặt nhám, và chỉ có kim cương mới cắt kim cương được.  Kim cương là một vật liệu có giá trị lớn, mỗi năm có khoảng 150 triệu cara kim cương được khai thác, nếu tính giá trị ra thì sẽ rơi vào khoảng 10 tỷ USD, một con số không hề nhỏ. Dù sao thì kim cương vẫn là một trong những kim loại cứng nhất hành tinh

Wurtzite boron nitride

Nếu bạn nào đã từng tìm hiểu thì sẽ biết đây là chất liệu sẽ thấy trong các vụ phun trào núi lửa. Kho đó hợp chất của boron và nitow được tạo ra với công thức hóa học là BN, còn có tên là Wurtzite boron nitride. Có thể do cấu trúc tương đối “lạ” nên anh chàng này cứng hơn so với kim cương những 18%. Tuy nhiên việc tạo ra Wurtzite Boron Nitride không hề dễ dàng bởi trong trường hợp áp lực cao thì nó mạnh hơn đến gần 80%.

Wurtzite boron nitride được tạo ra sau khi núi lửa phun trào

Lonsdaleite

Nếu chỉ xét về cấu trúc thì ta có thể thấy hình thù của Kim cương trong Lonsdaleite, là dạng cấu trúc lúc giác kim cương. Về nguồn gốc, Lonsdaleite được hình thành sau quá trình các thiên thạch có chưa than chì xảy ra va chạm vào bề mặt Trái đất, và lượng than chì này sẽ trở thành dạng kim cương nhưng với mạng tinh thể lục giác. Nếu so sánh về độ cứng thì Lonsdaleite hơn hẳn 58% so với kim cương vốn đã rất cứng rồi đấy.

Dyneema

Đứng thứ 4 trên bảng xếp hạng này là Hyneema. Đây là một loại chất dẻo tổng hợp chứ không phải là một vật liệu dạng khối cứng như các chất trên. Dyneema có dạng sợi khá nhẹ, nhẹ hơn cả nước. Và đây cũng là loại sợi cứng nhất hành tinh này đó. Nếu bạn bắn một viên đạn từ khoảng cách xa thì Dyneema vẫn có thể giúp bạn an toàn. ĐƯơng nhiên trong những chiếc áo giáp chống đạn hay vỏ máy bay, ô tô chiến đấu đều không thiếu sự xuất hiện của chất liệu này.

Dyneema là vật liệu cứng thứ 4 thế giới và cứng bền hơn cả Kim cương

Thủy tinh kim loại

Thủy tinh lại có thể cứng hơn kim cương sao? Nghe có vẻ hoang đườn nhưng thực tế thì nó không phải là thủy tinh bình thường mà mang cả đặc trưng của thủy tinh và kim loại kết hợp. Ở dạng kệp hợp này thì thủy tinh kim loại bền hợp gấp nhiều làn. Thậm chí chất liệu này còn có sự kì diệu là trở về nguyên dạng dù trước đó đã bị đập cho méo mó. Điều này giống như vừa cứng vừa mềm vậy, có đôi chút mang tính chất của chất lỏng.

Giấy Bucky

Nếu thủy tinh đã khiến bạn khó tin thì việc giấy trở thành vật liệu đứng thứ 2 thế giới về độ cứng liệu có làm bạn hoang mang? Kì thực giấy Bucky là một vật liệu nano với cấu trúc đặc biệt, hình thành từ các phân tử carbon dạng ống. Vì là giấy nên đương nhiên nó rất mỏng, thậm chí còn mỏng hơn sợi tóc những hơn 50.000 lần nữa đấy. Nghe vậy thì ai mà đoán được tờ giấy này lại bền hơn những 500 lần so với chất liệu thép nhỉ?

Giấy Bucky có độ cứng đứng thứ 2 thế giới, thật khó tin phải không nào?

Graphen (graphene)

Đứng đầu trong danh sách về những kim loại cứng nhất thế giới là Graphen (hay còn có tên gọi khác là graphene). Để trả lời cho câu hỏi “kim loại nào là cứng nhất trong tất cả các kim loại” thì hãy phân tích thử cấu trúc của Graphen nhé. Vẫn lấy các nguyên tử Carbon làm chủ đạo, Graphen có tinh thể giống hình dạng của tổ ong. Vậy Graphen cứng đến độ nào? Ví dụ đơn giản nhất là bạn sẽ phải cần đến hẳn 1 con voi châu Phi đứng trên 1 cái bút chì nếu muốn chọc thủng một mảnh graphen mỏng như tờ giấy đó. Giờ thì bạn đã biết kim loại có độ cứng lớn nhất là cái nào rồi chứ?

by Mai Linh

Tagschất liệu cứng Dyneema Kim cương Lonsdaleite Silicon Cacbua tơ nhện Wurtzite boron nitride